暴露在生物液体中的金属植入物容易受到蛋白质、微生物和其他大/小生物分子的污染。植入物与体液接触后几分钟内就会开始积累蛋白质，这会直接影响植入物表面的免疫反应和病理生理学[1]。永久性植入物（由生物相容性金属/合金制成）表面形成的非特异性蛋白质层会为微生物提供生长条件，进而形成生物膜，导致严重的免疫功能障碍[2]。因此，植入生物材料的成功在很大程度上取决于其表面血清蛋白的吸附情况，因为这层蛋白质控制着植入物界面发生的生物现象[3],[4]。植入物与生物分子之间的界面反应显著影响植入物的电化学（腐蚀）和免疫学（生物膜）性能[5]。蛋白质污染会通过增加腐蚀速率/有毒金属离子的渗出[6],[7]以及降低内皮细胞的粘附和增殖能力[8],[9]来损害植入金属结构的性能。
BSA的功能基团与植入物金属氧化物层之间的强静电相互作用会导致BSA的不可逆吸附[10]。已有大量关于BSA在生物液体中与植入物相互作用的研究。关于BSA对SS和Ti等合金腐蚀性能的影响，目前尚无定论：一些研究表明BSA作为腐蚀剂，通过与带正电荷的金属离子螯合作用溶解金属的被动氧化层[11],[12],[13],[14]；而另一些研究则指出BSA对腐蚀具有抑制作用，主要是通过在其表面形成润滑层[15],[16],[17],[18]。可见，BSA的腐蚀性取决于其浓度和结合方式以及金属表面的构型[19],[20]。
表面改性可以调节血清蛋白的吸附[21]。多项研究表明，固定化的聚合物和自组装的单层长链两亲分子能够实现对植入生物材料和设备的理想免疫响应。具有天然低表面能的合金或通过表面工程或涂覆聚乙二醇（PEG）和聚环氧乙烷（PEO）等材料改性的合金，能够减少蛋白质和血小板的粘附[22]。吸附蛋白质的数量和构象取决于植入物表面的物理性质，如微观粗糙度、Zeta电位、润湿性/表面能以及表面氧化层的元素组成和功能基团的存在[23]。固定表面羟基和生物分子（如壳聚糖、肝素）也能减少蛋白质的吸附[23]。
目前已有许多表面改性方法和涂层材料用于控制蛋白质污染和随之而来的腐蚀。其中，具有抗污染特性的涂层（表现为对非特异性蛋白质吸附和生物腐蚀的抵抗性）尤其适用于生物医学植入物的应用。
生物材料界面处对蛋白质吸附的抵抗性与界面基团释放结合水分子的抵抗性直接相关，因此降低蛋白质结合的最常见方法是使生物材料表面具有低表面自由能[24],[25]。文献显示，固定化的两亲聚合物成功限制了BSA的吸附[26],[27]。此外，接枝到表面的链密度和长度的增加也能提高对蛋白质的抵抗性[22]。徐等人报告称，接枝在SiO2表面的两性磷酸脂共聚物可将BSA的吸附减少82–98%。用两亲聚合物改性的聚氨酯表面可减少最丰富的血浆蛋白（如人血清白蛋白、纤维蛋白原和免疫球蛋白）的吸附[27]。还有许多文献报道，含有两性侧链的聚合物被用作抗生物污染材料，因为它们显著减少了BSA的吸附[28]。
像表面活性剂这样的两亲化合物也被报道能够优先吸附在生物材料表面，从而阻止蛋白质的吸附。固定在生物材料表面的表面活性剂通过其表面基团使蛋白质展开，并阻止蛋白质与植入物表面及其他蛋白质的相互作用。在表面活性剂存在的情况下，蛋白质在生物材料表面的吸附在热力学上也是不利的，因为这一过程表现为正吸附焓（ΔHads）[29]。表面活性剂通过两种主要机制稳定蛋白质：(1) 优先位于界面附近，从而阻止蛋白质吸附；(2) 与蛋白质形成复合物，防止蛋白质与表面及其他蛋白质相互作用[29]。Lee等人的研究表明，阳离子表面活性剂（如十二烷基三甲基铵氯化物和苯扎氯铵）和非离子表面活性剂（如Polysorbate 20和Poloxamer 188）在疏水性（聚丙烯）和亲水性（玻璃）表面上均能控制蛋白质/肽的吸附[30]。
细菌定植是另一个影响植入物寿命的挑战。细菌入侵主要受植入物表面物理化学性质的控制，包括表面电荷、润湿性和化学组成[31],[32],[33]。通过在植入物表面制造高纵横比的纳米结构（如纳米管、纳米波纹、微槽、微柱、微孔和微突起）来实现表面图案化，从而提高植入物的杀菌活性和骨整合性[34]。仿生表面工程也被用于改善生物医学植入物的界面性能。这类表面通常被设计为被动抗污染界面，通过定制的润湿性、表面能和电荷来阻止微生物附着；或者作为主动杀菌平台，结合抗菌剂（如Zn2+、Ag+和Cu2+）、抗生素或生物杀灭纳米结构，以实现接触杀菌或控制释放[35]。
由于金属表面活性剂结构中存在金属离子，它们能与蛋白质强烈相互作用，并具有展开BSA的能力。在我们之前的研究中，我们研究了BSA与金属表面活性剂相互作用后发生的构象变化。我们发现，金属离子插入表面活性剂的分子结构会增强其结合/折叠能力[36]。由于正电荷头部基团与MS的金属离子以及BSA的负电荷氨基酸之间的静电相互作用，BSA的α-螺旋结构发生了变化[37]。根据制备过程中使用的金属表面活性剂（FeCTAC）和十二烷基硫酸钠的摩尔比，金属阴离子囊泡对BSA结构的影响程度不同[38]。70:30比例的带正电荷囊泡与BSA发生位点特异性结合，而30:70比例的负电荷囊泡则发生非位点特异性结合。研究结果表明，金属表面活性剂可以根据其表面电荷调节BSA的反应。
此外，在我们之前的工作中还观察到，金属表面活性剂在纯铁及其各种合金（如碳钢、镀锌钢和不锈钢）上表现出优异的抗菌活性和抗生物腐蚀性，无论是在海洋环境中还是体液中[39],[40],[41],[42]。沉积在金属基底上的金属表面活性剂薄膜可以调节表面性质，从而影响细菌的粘附。自组装的金属表面活性剂层不仅改变了化学组成，还改变了基底的物理性质，进而显著影响细菌细胞的初始粘附和不可逆附着。在本研究中，我们研究了新合成的钼表面活性剂（MoCPC 1:2）自组装单层（SAMs）对两种重要生物医学合金上BSA吸附的干扰作用。检查了BSA对裸露和改性合金的防腐性能，并使用电化学技术和抗菌测试评估了它们的污染速率。研究分为两部分：(i) 检查MS在SS和Ti合金上的抗菌和防腐性能；(ii) 使用这两种合金阐明MS SAMs对BSA吸附和生物腐蚀速率的影响。
